KR102349545B1 - Copper alloy wire rod and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 구리 합금 선봉재의 집합 조직의 적정화를 도모하고, 집합 조직 제어에 의한 특성을 유효하게 발휘시켜, 강도와 내피로 특성이 우수한 구리 합금 선봉재 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 또한 Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 소정량 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 또한 집합 조직을 갖는 구리 합금 선봉재로서, 상기 집합 조직은, 상기 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 전자선 후방 산란 회절법 (EBSD) 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 상기 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위, 또한 상기 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위인 것을 특징으로 하는, 구리 합금 선봉재.An object of the present invention is to provide a copper alloy wire rod material that is excellent in strength and fatigue resistance properties by optimizing the texture of the copper alloy wire rod, effectively exhibiting the properties by controlling the texture, and a method for manufacturing the same. . Contains 3.0 to 25.0 mass% of Ni and 0.1 to 9.5 mass% of Sn, and contains a predetermined amount of at least one component selected from the group consisting of Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr and Pb, and the balance is A copper alloy wire rod having an alloy composition composed of Cu and unavoidable impurities and having a texture, wherein the texture is analyzed by electron beam backscattering diffraction (EBSD) in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire rod The average value of the azimuthal density within ±15° from the (100) plane orientation of the inverse pole viscosity in the longitudinal direction obtained by performing The average value of the orientation density is in the range of 5.0 or more, A copper alloy lead rod material.
Description
본 발명은, 구리 합금 선봉재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 전기 전자 부품이나, 정밀 기기, 자동차 등의 금속 부품으로서 사용하는 데에 바람직한 구리 합금 선봉재의 개량에 관한 것이다.The present invention relates to a copper alloy wire rod and a method for manufacturing the same, and particularly relates to improvement of a copper alloy wire rod suitable for use as a metal part for electric and electronic parts, precision instruments, automobiles, and the like.
최근, 전자 부품의 현저한 경박·단소화에 수반하여, 특히 신뢰성이 요구되는 부품에는, 강도가 높은 베릴륨 구리, 티탄 구리 등의 고강도형 구리 합금의 수요가 증가하고 있다. 그러나, 베릴륨 구리는, 베릴륨 화합물이 독성을 갖는 등의 문제점이 있고, 티탄 구리는, 내식성이 낮아, 염수 분무 시험에서 용이하게 부식되는 등의 문제가 있어, 예를 들어 최근 등장한 스마트 워치나 안경형 단말과 같은 웨어러블 기기 등의, 인체와 접촉하고 야외에서의 사용이 상정되는 제품의 부품으로는 부적당하다.In recent years, the demand for high-strength copper alloys, such as beryllium copper and titanium copper with high intensity|strength, is increasing for the component which especially reliability is calculated|required with the remarkable lightness and miniaturization of an electronic component. However, beryllium copper has problems such as that the beryllium compound is toxic, and titanium copper has low corrosion resistance and is easily corroded in a salt spray test. For example, recently appeared smart watches and glasses-type terminals. It is not suitable as a part of a product that comes in contact with the human body and is expected to be used outdoors, such as wearable devices such as .
이와 같은 배경으로부터, 최근에는 독성이 없고, 강도나 내식성이 우수한 Cu-Ni-Sn 계 합금이 주목되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 소정의 합금 조성을 갖고, 판재의 압연 방향에 대해 수직인 단면에 있어서의 평균 결정 입경이 6 ㎛ 미만이고, 결정립의 판폭 방향의 평균 길이 x 와 판두께 방향의 평균 길이 y 의 비 x/y 가 1 ≤ x/y ≤ 2.5 를 만족하고, 판재의 압연 방향에 대해 평행한 판면에 있어서의 X 선 회절 강도비는, (220) 면의 X 선 회절 강도를 1 로서 규격화했을 때에, (100) 면의 강도비가 0.30 이하, (111) 면의 강도비가 0.45 이하, (311) 면의 강도비가 0.60 이하이고, (111) 면의 강도비는, (100) 면의 강도비보다 크고, (311) 면의 강도비보다 작은 것을 특징으로 하는, 강도와 굽힘 가공성이 우수한 Cu-Ni-Sn 계 합금이 기재되어 있다.From such a background, in recent years, there is no toxicity, and the Cu-Ni-Sn type alloy which is excellent in strength and corrosion resistance is attracting attention. For example, in
또, 특허문헌 2 에는, 소정의 합금 조성을 갖고, 재료의 압연 가공 방향에 수직인 단면의 X 선 회절 강도에 있어서 SRD ≥ 2 이고, 또한 재료의 압연 가공 방향과 평행한 단면의 X 선 회절 강도로 STD ≥ 4 이고, SRD × STD ≥ 25 인 것을 특징으로 하는, 프레스 가공성이 우수한 Cu-Ni-Sn 계 합금이 기재되어 있다.Further, in
또한, 특허문헌 3 에는, 소정의 합금 조성을 갖고, 결정립의 판두께 방향의 평균 직경 x (㎛) 와 압연 방향과 평행한 평균 직경 y 의 비 (y/x) 가 1.2 ∼ 12, 또한 0 ＜x ≤ 15 를 만족하고, 단면 검경 (檢鏡) 에 의해 관찰되는 장경 0.1 ㎛ 이상의 제 2 상 입자의 개수가 1.0 × 105/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는, 양호한 굽힘 가공성과 높은 강도를 양립시킨 Cu-Ni-Sn 계 합금이 기재되어 있다.Moreover, in
그런데, 손목 시계나 스마트 폰, 스마트 워치, 노트북 등의 정밀 기기의 통전부나 구조부, 가동부 (예를 들어, 미소한 기어의 축이나, 노트북의 디스플레이 가동부의 축) 에 사용되는 구리 합금 선봉재에서는, 반복적인 진동에 의한 국소적인 응력 집중에 의해, 피로 파괴를 발생시키는 경우가 있다. 또, 이것들의 기기에 외부로부터 충격이 가해졌을 때에는, 순간적으로 큰 충격이 되는 경우가 있고, 부품의 손상이나 파괴가 발생하는 경우가 있어, 기기의 사용이 곤란해지는 경우가 있다. 그 때문에, 최근, 이들의 기기에 사용되는 구리 합금 선봉재에는, 높은 강도와 우수한 내피로 특성이 요구되어 오고 있다.By the way, in the copper alloy rod material used for the energizing part, the structural part, and the movable part (for example, the shaft of a minute gear or the shaft of the display movable part of the notebook) of precision instruments such as wristwatches, smart phones, smart watches, and notebook computers, Fatigue fracture may occur due to local stress concentration due to repetitive vibration. Moreover, when an impact is applied to these apparatuses from the outside, it may become an instantaneous big impact, and damage or destruction of parts may generate|occur|produce, and use of an apparatus may become difficult. Therefore, in recent years, high strength and excellent fatigue resistance properties have been demanded for copper alloy wire rods used in these devices.
이에 반하여 특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 Cu-Ni-Sn 계 합금의 발명에서는, 고강도화나 굽힘 가공성 향상의 검토가 실시되고 있지만, 이들은 모두 판재에 관한 것으로, 구리 합금 선봉재로서의 강도 및 내피로 특성의 향상에 대해서는, 전혀 검토되어 있지 않다. 그 때문에, 특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 합금재에서는, 구리 합금 선봉재로서 충분한 강도와 내피로 특성의 향상을 실현할 수 없었다.On the other hand, in the invention of the Cu-Ni-Sn alloy described in
본 발명은, 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 구리 합금 선봉재의 집합 조직의 적정화를 도모하고, 집합 조직 제어에 의한 특성을 유효하게 발휘시켜, 강도와 내피로 특성이 우수한 구리 합금 선봉재 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims at optimizing the texture of the copper alloy lead rod, effectively exhibiting the properties by controlling the texture, and having excellent strength and fatigue resistance characteristics, and manufacturing thereof The purpose is to provide a method.
본 발명자들이 예의 검토를 실시한 결과, 주조 후의 냉간 가공, 열간 가공 후의 온간 가공에 의해, 합금 선봉재 내의 집합 조직이 적정화되고, 용체화 열처리시에 합금 선봉재 내의 집합 조직을 소정의 결정 구조로 제어할 수 있다는 지견을 얻고, 이들 지견에 기초하여, Cu-Ni-Sn 계 합금재에 있어서, 특히 강도 및 내피로 특성을 향상할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.As a result of intensive studies by the present inventors, the texture in the alloy rod material is optimized by cold working after casting and warm working after hot working, and the texture in the alloy rod material is controlled to a predetermined crystal structure during solution heat treatment. Acquired the knowledge that it can be done, and based on these knowledge, it discovered that the intensity|strength and fatigue resistance characteristic can be improved especially in a Cu-Ni-Sn type alloy material, and came to complete this invention.
즉, 본 발명의 요지 구성은 이하와 같다. That is, the summary structure of this invention is as follows.
[1] 3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 또한 0 ∼ 0.50 질량의 Fe, 0 ∼ 0.90 질량％ 의 Si, 0 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg, 0 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn, 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn, 0 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr 및 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 또한 집합 조직을 갖는 구리 합금 선봉재로서, [1] containing 3.0 to 25.0 mass% of Ni and 0.1 to 9.5 mass% of Sn, and further containing 0 to 0.50 mass% of Fe, 0 to 0.90 mass% of Si, 0 to 0.30 mass% of Mg, and 0 to 0.50 mass% of Mg. % Mn, 0 to 0.10 mass% Zn, 0 to 0.15 mass% Zr, and 0 to 0.10 mass% Pb containing at least one component selected from the group consisting of, the balance being Cu and an alloy composition consisting of unavoidable impurities As a copper alloy wire rod having a texture,
상기 집합 조직은, 상기 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 전자선 후방 산란 회절법 (EBSD) 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 상기 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위, 또한 상기 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위인 것을 특징으로 하는, 구리 합금 선봉재. The texture is ±15 from the (100) plane orientation of the inverse pole figure in the longitudinal direction obtained by performing texture analysis by electron beam backscattering diffraction (EBSD) in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the bar material. A copper alloy wire rod, characterized in that the average value of the orientation density within ° is 5.0 or more, and the average value of the orientation density within ±15 degrees from the (111) plane orientation of the reverse pole viscosity is 5.0 or more.
[2] 인장 강도가 1000 ㎫ 이상이고, 또한, [2] Tensile strength is 1000 MPa or more, and
JIS Z 2273-1978 에 준거한 피로 시험에 있어서, 부하 응력을 500 ㎫ 로 했을 때의, 선봉재가 파단에 이르기까지의 반복 횟수가 1.00 × 107 회 이상인, 상기 [1] 에 기재된 구리 합금 선봉재. In a fatigue test conforming to JIS Z 2273-1978, the copper alloy wire rod according to [1], wherein the number of repetitions until the wire rod reaches breakage when the load stress is 500 MPa is 1.00 × 10 7 times or more. .
[3] 상기 Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분의 함유량의 합계는 1.40 질량％ 이하인, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 구리 합금 선봉재. [3] The copper alloy wire rod according to [1] or [2], wherein the total content of at least one component selected from the group consisting of Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr and Pb is 1.40 mass% or less. .
[4] 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금 선봉재를 제조하는 방법으로서, [4] A method for manufacturing the copper alloy wire rod according to any one of [1] to [3], the method comprising:
3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 또한 0 ∼ 0.50 질량의 Fe, 0 ∼ 0.90 질량％ 의 Si, 0 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg, 0 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn, 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn, 0 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr 및 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖는 구리 합금 소재에, 주조 [공정 1], 제 1 냉간 가공 [공정 2], 균질화 열처리 [공정 3], 열간 가공 [공정 4], 면삭 [공정 5], 온간 가공 [공정 6], 제 2 냉간 가공 [공정 7], 중간 어닐링 [공정 8], 제 3 냉간 가공 [공정 9], 용체화 열처리 [공정 10], 제 4 냉간 가공 [공정 11], 시효 석출 열처리 [공정 12], 표면 연마 [공정 13] 을 이 순으로 실시하고, It contains 3.0-25.0 mass % of Ni and 0.1-9.5 mass % Sn, and also 0-0.50 mass % Fe, 0-0.90 mass % Si, 0-0.30 mass % Mg, 0-0.50 mass % Mn , 0 to 0.10 mass% of Zn, 0 to 0.15 mass% of Zr, and 0 to 0.10 mass% of Pb containing at least one component selected from the group consisting of, the balance being Cu and an unavoidable impurity copper alloy having an alloy composition comprising impurities Casting [Process 1], 1st cold working [Process 2], Homogenization heat treatment [Process 3], Hot working [Process 4], Face milling [Process 5], Warm working [Process 6], Second cold working [Process 1] Step 7], intermediate annealing [step 8], third cold working [step 9], solution heat treatment [step 10], fourth cold working [step 11], aging precipitation heat treatment [step 12], surface polishing [step 13] ] in this order,
상기 제 1 냉간 가공은, 가공률이 5 ∼ 20 ％ 이고, In the first cold working, the working rate is 5 to 20%,
상기 온간 가공은, 가열 온도가 100 ∼ 500 ℃ 및 가공률이 10 ％ 이상이고, In the warm working, the heating temperature is 100 to 500 ° C and the working rate is 10% or more,
상기 용체화 열처리는, 승온 속도가 10 ℃/초 이상, 용체화 온도가 600 ∼ 900 ℃, 그 용체화 온도에서의 유지 시간이 1 ∼ 180 초간 및 냉각 속도가 10 ℃/초 이상되는 것을 특징으로 하는 구리 합금 선봉재의 제조 방법.The solution heat treatment is characterized in that the temperature increase rate is 10 ° C./sec or more, the solution temperature is 600 to 900 ° C., the holding time at the solution temperature is 1 to 180 seconds, and the cooling rate is 10 ° C. / sec or more. A method for manufacturing a copper alloy wire rod.
본 발명에 의하면, 특히 강도 및 내피로 특성을 향상시킨 구리 합금 선봉재를 제공하는 것이 가능해졌다. 이 구리 합금 선봉재는, 손목 시계나 스마트 폰, 스마트 워치, 노트북 등의 정밀 기기의 통전부, 가동부에 사용하는 데에 적합하다. 이와 같은 본 발명의 구리 합금 선봉재에 의하면, 반복적인 진동 등에 의한 피로 파괴를 억제할 수 있어, 상기 각종 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 본 발명에 따르는 구리 합금 선봉재의 제조 방법에 의하면, 상기 구리 합금 선봉재를 바람직하게 제조할 수 있다.According to the present invention, in particular, it has become possible to provide a copper alloy wire rod having improved strength and fatigue resistance properties. This copper alloy wire rod is suitable for use in the energizing part and movable part of precision instruments, such as a wristwatch, a smart phone, a smart watch, and a notebook computer. According to the copper alloy rod material of the present invention as described above, fatigue failure due to repetitive vibration or the like can be suppressed, and the reliability of the various products can be improved. Moreover, according to the manufacturing method of the copper alloy wire rod which concerns on this invention, the said copper alloy wire rod can be manufactured preferably.
도 1 은, EBSD 법에 의해 계측한, 본 발명의 구리 합금 선봉재의 집합 조직 (역극점도) 의 일례를 나타내는 도면이고, 구체적으로는, 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면의 법선 방향, 즉 선재의 길이 방향의 역극점도이다.
도 2 는, 선봉재의 피로 시험의 시험 방법의 설명도이다.1 is a view showing an example of the texture (inverse pole viscosity) of a copper alloy wire rod of the present invention measured by the EBSD method, specifically, the normal direction of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire rod, that is, the wire rod is the inverse pole figure in the longitudinal direction of
Fig. 2 is an explanatory view of a test method for a fatigue test of a wire rod.
이하, 본 발명의 구리 합금 선봉재의 바람직한 실시형태에 대해, 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferable embodiment of the copper alloy wire rod of this invention is described in detail.
본 발명에 따르는 구리 합금 선봉재 (이하, 간단히「선봉재」라고 하는 경우가 있다) 는, 3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 또한 0 ∼ 0.50 질량의 Fe, 0 ∼ 0.90 질량％ 의 Si, 0 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg, 0 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn, 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn, 0 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr 및 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 또한 집합 조직을 갖고, 그 집합 조직은, 상기 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 전자선 후방 산란 회절법 (EBSD) 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 상기 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위, 또한 상기 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위인 것을 특징으로 한다.A copper alloy wire rod according to the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as "wire rod") contains 3.0 to 25.0 mass% of Ni and 0.1 to 9.5 mass% of Sn, and 0 to 0.50 mass% of Fe. , 0 to 0.90 mass% Si, 0 to 0.30 mass% Mg, 0 to 0.50 mass% Mn, 0 to 0.10 mass% Zn, 0 to 0.15 mass% Zr, and 0 to 0.10 mass% Pb It contains at least one component selected from the group, the balance has an alloy composition composed of Cu and unavoidable impurities, and has a texture, the texture of which is electron beam backscattering diffraction method in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the bar material The average value of the azimuth density within ±15° from the (100) plane orientation of the inverse pole figure in the longitudinal direction obtained by performing the texture analysis by (EBSD) is 5.0 or more, and (111) of the inverse pole figure It is characterized in that the average value of the azimuth density within ±15° from the plane orientation is in the range of 5.0 or more.
여기서, 상기 합금 조성에 함유 범위가 예시되어 있는 성분 중, 함유 범위의 하한치가「0 질량％」로 기재되어 있는 성분은 모두, 필요에 따라 임의로 첨가되는 임의 첨가 성분을 의미한다. 즉 소정의 첨가 성분이「0 질량％」인 경우, 그 첨가 성분은 함유되지 않은 것을 의미한다.Here, among the components whose content ranges are exemplified in the alloy composition, all of the components in which the lower limit of the content range is described as "0 mass %" means an optional additive component that is optionally added as needed. That is, when the predetermined addition component is "0 mass %", it means that the additional component is not contained.
또, 본 발명에서 말하는「구리 합금 선봉재」란,「구리 합금선재」및「구리 합금봉재」의 총칭으로, 그 길이 방향에 수직인 직경 (직경, 굵기) 이 0.3 ∼ 100 ㎜ 정도의 선상 또는 봉상의 구리 합금재를 가리킨다. 또한, 이하 설명을 용이하게 하기 위하여, 구리 합금 선봉재의 길이 방향에 수직인 직경은, 구리 합금 선재 및 구리 합금 봉재에 특별히 상관없이, 총칭하여「선경 (線徑)」으로 칭한다. 또, 본 발명에 있어서 구리 합금선재는, 선경이 0.3 ∼ 5 ㎜ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 3 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다. 또, 구리 합금봉재는, 선경이 5 ∼ 100 ㎜ 인 것이 바람직하고, 6 ∼ 50 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다.In addition, "copper alloy wire rod" as used in the present invention is a generic term for "copper alloy wire" and "copper alloy rod". It refers to a rod-shaped copper alloy material. In addition, in order to facilitate the description below, the diameter perpendicular to the longitudinal direction of the copper alloy wire rod is collectively referred to as "wire diameter" regardless of the copper alloy wire and the copper alloy rod. Moreover, in this invention, it is preferable that a wire diameter is 0.3-5 mm, and, as for a copper alloy wire, it is more preferable that it is 0.5-3 mm. Moreover, it is preferable that a wire diameter is 5-100 mm, and, as for a copper alloy bar, it is more preferable that it is 6-50 mm.
＜합금 조성＞ <alloy composition>
본 발명의 구리 합금 선봉재의 합금 조성과 그 작용에 대해 나타낸다.The alloy composition of the copper alloy lead rod of the present invention and its action are shown.
(필수 첨가 성분)(required ingredients)
본 발명의 구리 합금 선봉재는, 3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고 있다.The copper alloy wire rod of the present invention contains 3.0 to 25.0 mass% of Ni and 0.1 to 9.5 mass% of Sn.
[3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni][3.0-25.0 mass% of Ni]
Ni 는, Sn 과 함께 시효 경화능이 높기 때문에, 강도를 높이기 위한 작용을 갖는 중요한 원소이다. 이러한 작용을 발휘하려면, Ni 함유량은 3.0 질량％ 이상 함유하는 것이 필요하다. 한편, Ni 함유량이 25.0 질량％ 보다 많으면, 금속간 화합물이 생성되기 쉬워지고, 생성된 금속간 화합물이 잔존하면, 이것이 기점이 되어 냉간 가공시에 균열이 발생하기 쉬워져, 냉간 가공성이 현저하게 악화된다. 이 때문에, Ni 함유량은, 3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 범위로 하고, 바람직하게는 9.0 ∼ 23.0 질량％ 의 범위로 한다.Ni has a high age hardenability together with Sn, and is therefore an important element having an action for increasing strength. In order to exhibit such an effect|action, it is necessary to contain 3.0 mass % or more of Ni content. On the other hand, when the Ni content is more than 25.0 mass%, intermetallic compounds are easily generated, and when the generated intermetallic compounds remain, this becomes a starting point and cracks are likely to occur during cold working, and cold workability is remarkably deteriorated. do. For this reason, Ni content is made into the range of 3.0-25.0 mass %, Preferably it is made into the range of 9.0-23.0 mass %.
[0.10 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn][0.10 to 9.5% by mass of Sn]
Sn 은, Ni 와 함께 시효 경화능이 높기 때문에, 강도를 높이기 위한 작용을 갖는 중요한 원소이다. 이러한 작용을 발휘하려면, Sn 함유량은 0.10 질량％ 이상 함유하는 것이 필요하다. 한편, Sn 함유량이 9.5 질량％ 보다 많으면, Ni 의 경우와 마찬가지로 금속간 화합물이 생성되기 쉬워지고, 생성된 금속간 화합물이 잔존하면, 이것이 기점이 되어 냉간 가공시에 균열이 발생하기 쉬워져, 냉간 가공성이 현저하게 악화된다. 이 때문에, Sn 함유량은, 0.10 ∼ 9.5 질량％ 의 범위로 하고, 바람직하게는 0.15 ∼ 9.5 질량％ 의 범위로 한다.Since Sn has high age hardenability together with Ni, it is an important element which has the effect|action for raising intensity|strength. In order to exhibit such an effect|action, it is necessary to contain 0.10 mass % or more of Sn content. On the other hand, when the Sn content is more than 9.5 mass %, as in the case of Ni, intermetallic compounds are easily generated, and when the generated intermetallic compounds remain, this becomes a starting point and cracks easily occur during cold working, The workability deteriorates remarkably. For this reason, Sn content is made into the range of 0.10-9.5 mass %, Preferably it is made into the range of 0.15-9.5 mass %.
(임의 첨가 성분) (optionally added ingredients)
본 발명의 구리 합금 선봉재는, Ni 및 Sn 의 필수의 첨가 성분에 더하여, 추가로, 임의 첨가 원소로서 0 ∼ 0.50 질량의 Fe, 0 ∼ 0.90 질량％ 의 Si, 0 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg, 0 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn, 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn, 0 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr 및 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유한다. 즉, 본 발명의 구리 합금 선봉재는, Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고 있으면 되고, 상기 적어도 1 성분이 함유되는 한, 그 밖의 성분에 대해서는 함유량이 0 질량％ 여도 된다. 또, 각 첨가 성분을 함유시키는 경우의 바람직한 함유량은, 각각 이하와 같다.In addition to the essential additive components of Ni and Sn, the copper alloy wire rod of the present invention contains 0 to 0.50 mass of Fe, 0 to 0.90 mass% of Si, 0 to 0.30 mass% of Mg, and 0 as optional additional elements. It contains at least one component selected from the group consisting of to 0.50 mass% of Mn, 0 to 0.10 mass% of Zn, 0 to 0.15 mass% of Zr, and 0 to 0.10 mass% of Pb. That is, the copper alloy wire rod of the present invention may contain at least one component selected from the group consisting of Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr and Pb, and other components as long as the at least one component is contained. About 0 mass % content may be sufficient as it. In addition, preferable content in the case of containing each additive component is as follows, respectively.
[0.02 ∼ 0.50 질량％ 의 Fe][0.02 to 0.50 mass% of Fe]
Fe 는, 도전율, 강도, 응력 완화 특성, 도금성 등의 제품 특성을 개선하는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Fe 함유량을 0.02 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Fe 를 0.50 질량％ 보다 많이 함유시켜도, 효과가 포화될 뿐만 아니라, 오히려 도전율을 저하시키는 경향이 있다. 이 때문에, Fe 함유량은 0.02 ∼ 0.50 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.Fe is an element having an action of improving product properties such as electrical conductivity, strength, stress relaxation properties, and plating properties. When exhibiting such an effect|action, it is preferable to make Fe content into 0.02 mass % or more. However, even when Fe is contained more than 0.50 mass %, the effect is not only saturated, but there exists a tendency for electrical conductivity to fall on the contrary. For this reason, it is preferable to make Fe content into the range of 0.02-0.50 mass %.
[0.01 ∼ 0.90 질량％ 의 Si][0.01 to 0.90 mass% of Si]
Si 는, 납땜시의 내열 박리성이나 내마이그레이션성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Si 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Si 함유량이 0.90 질량％ 를 초과하면, 도전성을 저하시키는 경향이 있다. 이 때문에, Si 함유량은 0.01 ∼ 0.90 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.Si is an element which has an effect|action which improves the heat peeling resistance at the time of brazing, and migration resistance. When exhibiting such an effect|action, it is preferable to make Si content into 0.01 mass % or more. However, when Si content exceeds 0.90 mass %, there exists a tendency for electroconductivity to fall. For this reason, it is preferable to make Si content into the range of 0.01-0.90 mass %.
[0.01 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg] [0.01 to 0.30 mass% of Mg]
Mg 는, 응력 완화 특성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Mg 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Mg 함유량이 0.30 질량％ 를 초과하면, 도전성을 저하시키는 경향이 있다. 이 때문에, Mg 함유량은 0.01 ∼ 0.30 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.Mg is an element having an action of improving the stress relaxation characteristics. When exhibiting such an effect|action, it is preferable to make Mg content into 0.01 mass % or more. However, when Mg content exceeds 0.30 mass %, there exists a tendency for electroconductivity to fall. For this reason, it is preferable to make Mg content into the range of 0.01-0.30 mass %.
[0.01 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn][0.01 to 0.50 mass% of Mn]
Mn 은, 모상 (母相)에 고용되어 신선 (伸線) 등의 가공성을 향상시킴과 함께, 입계 반응형 석출의 급격한 발달을 억제하고, 입계 반응형 석출에 의해 발생하는 불연속성 석출 셀 조직의 제어를 가능하게 하는 효과를 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Mn 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Mn 을 0.50 질량％ 보다 많이 함유시켜도, 효과가 포화될 뿐만 아니라, 도전율의 저하나 굽힘 가공성에 대한 악영향을 미치는 경향이 있다. 이 때문에, Mn 함유량은 0.01 ∼ 0.50 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.Mn is dissolved in the mother phase to improve workability such as wire drawing, suppresses rapid development of grain boundary reaction type precipitation, and controls discontinuous precipitation cell structure generated by grain boundary reaction type precipitation It is an element that has the effect of making it possible. When exhibiting such an effect|action, it is preferable to make Mn content into 0.01 mass % or more. However, even when Mn is contained more than 0.50 mass %, the effect is not only saturated, but there exists a tendency which exerts a bad influence on the fall of electrical conductivity and bending workability. For this reason, it is preferable to make Mn content into the range of 0.01-0.50 mass %.
[0.01 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn][0.01 to 0.10 mass % of Zn]
Zn 은, 굽힘 가공성을 개선함과 함께, Sn 도금이나 땜납 도금의 밀착성이나 마이그레이션 특성을 개선하는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Zn 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Zn 함유량이 0.10 질량％ 를 초과하면, 도전성을 저하시키는 경향이 있다. 이 때문에, Zn 함유량은 0.01 ∼ 0.10 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.Zn is an element which has an effect|action which improves the adhesiveness and migration characteristic of Sn plating and solder plating while improving bending workability. When exhibiting such an effect|action, it is preferable to make Zn content into 0.01 mass % or more. However, when Zn content exceeds 0.10 mass %, there exists a tendency for electroconductivity to fall. For this reason, it is preferable to make Zn content into the range of 0.01-0.10 mass %.
[0.01 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr][0.01 to 0.15 mass% of Zr]
Zr 은, 주로 결정립을 미세화시켜, 구리 합금 선봉재의 강도나 굽힘 가공성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Zr 함유량을 0.01 질량 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Zr 함유량이 0.15 질량％ 를 초과하면, 화합물을 형성하여, 도전율 및 구리 합금 선봉재의 신선 등의 가공성이 현저하게 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, Zr 함유량은 0.01 ∼ 0.15 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.Zr is an element having the action of mainly refining crystal grains and improving the strength and bending workability of the copper alloy wire rod. When exhibiting such an effect|action, it is preferable to make Zr content into 0.01 mass or more. However, when Zr content exceeds 0.15 mass %, there exists a tendency for a compound to form and workability, such as electrical conductivity and wire drawing of a copper alloy wire rod, falls remarkably. For this reason, it is preferable to make Zr content into the range of 0.01-0.15 mass %.
[0.01 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb] [0.01 to 0.10 mass% of Pb]
Pb 는, 도전율을 저해하지 않고 강도, 응력 완화 특성 등의 제품 특성을 개선하는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Pb 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Pb 를 0.10 질량％ 보다 많이 함유시켜도, 특성을 개선하는 효과가 포화될 뿐만 아니라, 화합물을 형성하여, 열간 가공성이 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, Pb 함유량은 0.01 ∼ 0.10 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.Pb is an element which has an effect|action which improves product characteristics, such as intensity|strength and stress relaxation characteristic, without impairing electrical conductivity. When exhibiting such an effect|action, it is preferable to make Pb content into 0.01 mass % or more. However, even when Pb is contained more than 0.10 mass %, the effect of improving the properties is not only saturated, but a compound is formed, and the hot workability tends to decrease. For this reason, it is preferable to make Pb content into the range of 0.01-0.10 mass %.
[Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분의 함유량의 합계는 1.40 질량％ 이하][The total content of at least one component selected from the group consisting of Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr and Pb is 1.40 mass% or less]
Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분의 함유량의 합계는, 1.40 질량％ 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the sum total of content of at least 1 component selected from the group which consists of Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr, and Pb is 1.40 mass % or less.
상기 임의 첨가 성분의 적어도 1 성분의 함유량의 합계가 1.40 질량％ 이하이면, 가공성이나 도전율의 저하가 잘 발생하지 않는다. 이 때문에, 상기 임의 첨가 성분의 함유량의 합계는, 1.40 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.If the total content of at least one component of the optional additive is 1.40 mass % or less, the workability and electrical conductivity are hardly deteriorated. For this reason, it is preferable that the sum total of content of the said optional addition component shall be 1.40 mass % or less.
(잔부 : Cu 및 불가피 불순물) (Remainder: Cu and inevitable impurities)
상기 서술한 성분 이외의 잔부는, Cu 및 불가피 불순물이다. 여기서 말하는 불가피 불순물은, 제조 공정 상, 불가피적으로 함유될 수 있는 함유 레벨의 불순물을 의미한다. 불가피 불순물은, 함유량에 따라서는 도전율을 저하시키는 요인도 될 수 있기 때문에, 도전율의 저하를 가미하여 불가피 불순물의 함유량을 어느 정도 억제하는 것이 바람직하다. 불가피 불순물로서 들 수 있는 성분으로는, 예를 들어, 탄소 (C), 산소 (O), 황 (S) 등을 들 수 있다.Remainder other than the above-mentioned components is Cu and an unavoidable impurity. The unavoidable impurity mentioned here means the impurity of the content level which can be unavoidably contained on a manufacturing process. Since an unavoidable impurity may also become a factor which reduces electrical conductivity depending on content, it is preferable to suppress the content of an unavoidable impurity to some extent in consideration of the fall of electrical conductivity. As a component mentioned as an unavoidable impurity, carbon (C), oxygen (O), sulfur (S), etc. are mentioned, for example.
＜집합 조직＞<Assembly Organization>
본 발명의 구리 합금 선봉재는, 집합 조직을 갖고, 이 집합 조직은, 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 전자선 후방 산란 회절법 (EBSD) 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 상기 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상, 바람직하게는 5.1 ∼ 15.0 이고, 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상, 바람직하게는 5.5 ∼ 20.0 이다.The copper alloy wire rod of the present invention has a texture, and the texture is obtained by performing texture analysis by electron beam backscattering diffraction (EBSD) in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire rod, in the longitudinal direction The average value of the azimuth density within ±15° from the (100) plane orientation of the inverse pole viscosity is 5.0 or more, preferably 5.1 to 15.0, and the average value of the orientation density within ±15° from the (111) plane orientation of the inverse pole viscosity is 5.0 or more, preferably 5.5 to 20.0.
여기서, 선봉재의 길이 방향은, 선봉재를 제조할 때의 가공 방향 (예를 들어, 신선 방향이나 압출 방향) 에 대응한다. 즉, 예를 들어 신선 가공에 의해 제조한 선봉재의 길이 방향의 역극점도란, 측정면의 법선 방향 (ND) 을 선봉재의 신선 방향 (Drawing Direction : DD) 에 일치시켜 얻어진 역극점도 (Inverse Pole Figure : IPF) 이다. 또,「역극점도」란 시료의 좌표계의 특정한 방향에 주목하여, 어느 결정면의 법선 방위가 그 특정 방향을 향하고 있는 것인지를 나타내고 있고, 시료 전체의 배향성을 파악하는 데에 적합하다. 또한「방위 밀도」란, 일반적으로 결정립 방위 분포 함수 (ODF : crystal orientation distribution function) 로도 나타내지고, 랜덤인 결정 방위 분포 상태를 1 로 하고, 그것에 대한 특정한 결정 방위의 결정립이 몇 배의 집적으로 되어 있는지를 나타내는 것으로, 집합 조직의 결정 방위의 존재 비율 및 분산 상태를 정량적으로 해석할 때에 사용한다. 방위 밀도는, EBSD 및 X 선 회절 측정 결과로부터, (100), (110), (112) 정극점도 등 3 종류 이상의 정극점도 측정 데이터에 기초하여, 급수 전개법에 의한 결정 방위 분포 해석법에 의해 산출된다.Here, the longitudinal direction of the wire rod corresponds to the processing direction (for example, the wire drawing direction or the extrusion direction) at the time of manufacturing the wire rod. That is, for example, the inverse pole viscosity in the longitudinal direction of the wire rod manufactured by wire drawing is the inverse pole figure obtained by matching the normal direction (ND) of the measurement surface to the drawing direction (DD) of the wire rod material. : IPF). In addition, the "inverse pole figure" pays attention to a specific direction of the sample's coordinate system and indicates which crystal plane's normal orientation is oriented in that specific direction, and is suitable for grasping the orientation of the entire sample. In addition, "orientation density" is also generally expressed as a crystal orientation distribution function (ODF: crystal orientation distribution function), a random crystal orientation distribution state is set to 1, and the crystal grains of a specific crystal orientation are accumulated several times. It indicates whether there is, and is used when quantitatively analyzing the abundance ratio and dispersion state of the crystal orientation of the texture. The orientation density is calculated from the EBSD and X-ray diffraction measurement results, based on three or more kinds of positive pole viscosity measurement data such as (100), (110), (112) positive pole viscosity, by the crystal orientation distribution analysis method by the series expansion method do.
본 발명자들은, 강도 및 내피로 특성의 쌍방을 높이기 위하여, 집합 조직에 대해 예의 연구하였다. 그 결과, 합금 조성을 상기 범위에 한정한 후, 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 EBSD 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 선봉재의 길이 방향 (가공 방향) 의 역극점도의 (100) 면방위와 (111) 면방위는, 다른 결정 방위에 비하여 결정립 내의 변형 차 (KAM 치 : Karnel Average Misorientation) 가 높고, 결정 입경이 약간 큰 경향이 있는 것을 알 수 있고, 탄성역에서의 전위의 축적이 억제되는 것을 알 수 있었다. 또한, 선봉재의 길이 방향 (가공 방향) 의 역극점도를 보았을 때에, (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치를 5.0 이상, (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도를 5.0 이상으로 제어함으로써, 특히 내피로 특성이 개선되는 것을 알아냈다.The present inventors intensively studied the aggregate structure in order to increase both the strength and fatigue resistance characteristics. As a result, after limiting the alloy composition to the above range, the (100) plane of the reverse pole viscosity in the longitudinal direction (machining direction) of the bar material obtained by performing texture analysis by EBSD in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the bar material It can be seen that the orientation and the (111) plane orientation have a higher strain difference (KAM value: Karnel Average Misorientation) within the grain compared to other grain orientations, and tend to have a slightly larger grain size, and the accumulation of dislocations in the elastic region is was found to be suppressed. In addition, when looking at the reverse pole viscosity in the longitudinal direction (machining direction) of the bar material, the average value of the azimuth density within ±15° from the (100) plane orientation is 5.0 or more, and (111) the azimuth density within ±15° from the plane orientation. By controlling to 5.0 or more, it was found that, in particular, the fatigue resistance property was improved.
또, 선봉재의 길이 방향 (가공 방향) 의 역극점도의 (111) 면방위는, 슈미트 인자가 낮아, 선봉재의 강도를 높이는 특징이 있고, (111) 면방위의 방위 밀도를 5.0 이상으로 함으로써, 고강도가 얻어지는 것을 알 수 있었다.In addition, the (111) plane orientation of the reverse pole viscosity in the longitudinal direction (machining direction) of the lead rod has a low Schmitt factor, and has a characteristic of increasing the strength of the lead rod. By setting the orientation density of the (111) plane orientation to 5.0 or more, It was found that high strength was obtained.
상기와 같은 지견에 기초하여, 본 발명에서는, 선봉재의 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치와, (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치를, 각각 상기 범위에 한정하였다.Based on the above findings, in the present invention, the average value of the azimuth density within ±15° from the (100) plane orientation of the inverse pole viscosity in the longitudinal direction of the lead rod and the (111) orientation within ±15° from the plane orientation The average value of the density was limited to the above range, respectively.
또한, 강도에 대해서는, 시효 석출 열처리 후에 충분한 시효 경화를 발현시킴으로써도 높아진다. 이와 같은 시효 석출 열처리 후의 금속 조직은, 특정 방향으로 고용된 용질 원자인 Sn 의 농도가 주기성을 갖고 있고, 예를 들어, 특정 방향 (가공 방향) 을 따라 측정했을 때의 Sn 의 주기적인 농도 요동의 평균 파장이 수 ㎚ ∼ 수십 ㎚ 정도인 것이 바람직하다.Further, the strength is also increased by developing sufficient age hardening after the aging precipitation heat treatment. In the metal structure after such an aging precipitation heat treatment, the concentration of Sn, which is a solute atom dissolved in a specific direction, has a periodicity, for example, the periodic concentration fluctuation of Sn when measured along a specific direction (processing direction) It is preferable that the average wavelength is about several nanometers - several tens of nanometers.
도 1 은, 본 발명에 관련된 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서의, 신선 방향 (Drawing Direction) 의 역극점도의 일례를 나타내는 것으로, EBSD 측정 결과로부터 해석하여 얻었다. 이 역극점도에서는, 각 방위의 방위 밀도를 색으로 나타내고 있고, 적색이 가장 방위 밀도가 높은 경향이 된다.1 shows an example of the inverse pole figure in the drawing direction in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of a bar material according to the present invention, which was obtained by analysis from the EBSD measurement result. In this inverse pole diagram, the orientation density of each orientation is represented by color, and red tends to have the highest orientation density.
또, 본 발명에서는, 상기 집합 조직의 해석에는 EBSD 법을 이용하였다. EBSD 법이란, Electron BackScatter Diffraction 의 약자로, 주사 전자 현미경 (SEM) 내에서 시료에 전자선을 조사했을 때에 발생하는 반사 전자 키쿠치선 회절을 이용한 결정 방위 해석 기술이다. 본 발명에 있어서의 EBSD 측정에서는, 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면을 측정면으로 하여, 800 ㎛ × 800 ㎛ 의 시료 면적에 대해, 0.1 ㎛ 스텝으로 스캔하여, 측정하였다. 상기 측정 면적 및 스캔 스텝은, 시료의 결정립의 크기에 따라 결정하면 된다. 측정 후의 결정립의 해석에는, 해석용 소프트웨어 (주식회사 TSL 솔루션즈 제조, OIM Analysis) 를 사용하였다. EBSD 에 의한 결정립의 해석에 있어서 얻어지는 정보는, 전자선이 시료에 침입되는 수십 ㎚ 의 깊이까지의 정보를 포함하고 있다.Moreover, in this invention, the EBSD method was used for the analysis of the said texture. EBSD method is an abbreviation of Electron BackScatter Diffraction, and is a crystal orientation analysis technique using reflected electron Kikuchi ray diffraction generated when a sample is irradiated with an electron beam in a scanning electron microscope (SEM). In the EBSD measurement in the present invention, a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the bar material was used as the measurement surface, and a sample area of 800 µm × 800 µm was scanned in 0.1 µm steps and measured. What is necessary is just to determine the said measurement area and a scan step according to the size of the crystal grain of a sample. For analysis of the crystal grains after the measurement, software for analysis (manufactured by TSL Solutions, Inc., OIM Analysis) was used. The information obtained in the analysis of the crystal grains by EBSD contains information up to the depth of several tens of nm at which an electron beam penetrates into a sample.
또, (100) 면방위로부터 15°이내란, (100) 면으로부터의 어긋남 각도가 15°이내 (0°을 포함한다) 의 결정립을 가리킨다. 또한, (111) 면방위의 경우도 마찬가지이다.In addition, 15 degrees or less from (100) plane orientation refers to the crystal grain within 15 degrees (including 0 degrees) of deviation angles from (100) plane. Also, the same is true for the (111) plane orientation.
또, 방위 밀도의 평균치란, 1 개의 봉선재에 대해, 적어도 5 개의 관찰면에서 각 면 방위의 방위 밀도의 측정을 실시하여, 각각의 측정치의 합계를 관찰면의 총 수로 평균한 값을 가리킨다.The average value of azimuth density refers to a value obtained by measuring the azimuth density in each plane orientation on at least five observation planes for one bar, and averaging the sum of the respective measured values by the total number of observation planes.
[구리 합금 선봉재의 제조 방법][Manufacturing method of copper alloy bar material]
다음으로, 본 발명의 구리 합금 선봉재의 바람직한 제조 방법에 대해 설명한다.Next, the preferable manufacturing method of the copper alloy wire rod of this invention is demonstrated.
본 발명의 구리 합금 선봉재는, 3.0 ∼ 25.0 질량％ Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ Sn 을 함유시키고, 또한 임의 첨가 성분으로서 Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 소정량 함유시켜, 잔부가 Cu 와 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖는 구리 합금 소재를 준비하고, 이 구리 합금 소재에, 주조 [공정 1], 제 1 냉간 가공 [공정 2], 균질화 열처리 [공정 3], 열간 가공 [공정 4], 면삭 [공정 5], 온간 가공 [공정 6], 제 2 냉간 가공 [공정 7], 중간 어닐링 [공정 8], 제 3 냉간 가공 [공정 9], 용체화 열처리 [공정 10], 제 4 냉간 가공 [공정 11], 시효 석출 열처리 [공정 12], 표면 연마 [공정 13] 을 이 순으로 실시함으로써 제조된다. 특히 본 발명의 구리 합금 선봉재를 제조하려면, 제 1 냉간 가공 [공정 2], 온간 가공 [공정 6] 및 용체화 열처리 [공정 10] 의 각 조건을 제어, 관리하는 것이 바람직하다.The copper alloy wire rod of the present invention contains 3.0 to 25.0 mass% Ni and 0.1 to 9.5 mass% Sn, and as an optional additive component, at least one selected from the group consisting of Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr and Pb. A copper alloy material having an alloy composition containing one component in a predetermined amount and the remainder being Cu and unavoidable impurities is prepared, and the copper alloy material is subjected to casting [Step 1], first cold working [Step 2], homogenization heat treatment [ Process 3], hot working [process 4], face milling [process 5], warm working [process 6], second cold working [process 7], intermediate annealing [process 8], third cold working [process 9], for It is manufactured by performing body heat treatment [step 10], fourth cold working [step 11], aging precipitation heat treatment [step 12], and surface polishing [step 13] in this order. In particular, in order to manufacture the copper alloy wire rod of the present invention, it is preferable to control and manage each condition of the first cold working [Step 2], the warm working [Step 6], and the solution heat treatment [Step 10].
Cu, Ni 및 Sn 의 원료를, 주조기 내부 (내벽) 가 바람직하게는 탄소제의, 예를 들어 흑연 도가니에서, 용해시켜 주조한다 [공정 1]. 용해시킬 때의 주조기 내부의 분위기는, 산화물의 생성을 방지하기 위하여 진공 혹은 질소나 아르곤 등의 불활성 가스 분위기로 하는 것이 바람직하다. 주조 방법에는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 횡형 연속 주조기나 업 캐스트법 등을 사용할 수 있다.The raw materials of Cu, Ni, and Sn are melted and cast in, for example, a graphite crucible, preferably made of carbon, in the inside (inner wall) of the casting machine [Step 1]. The atmosphere inside the casting machine at the time of dissolution is preferably a vacuum or an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon in order to prevent the formation of oxides. There is no restriction|limiting in particular in the casting method, For example, a horizontal continuous casting machine, an upcast method, etc. can be used.
주조 후에는 급랭시켜, 제 1 냉간 가공 [공정 2] 을 실시한다. 제 1 냉간 가공에서는, 주괴시에 대해 변형을 부여하고, 주괴시에 발생한 응고 편석을 분산시킨다. 제 1 냉간 가공은, 가공률 5 ∼ 20 ％ 로 한다. 또한, 제 1 냉간 가공의 가공률이 5 ％ 미만이면, (111) 면으로부터 15°이내의 방위 밀도의 형성이 불충분해지는 경향이 있고, 또, 20 ％ 를 초과하면, (100) 면으로부터 15°이내의 방위 밀도의 형성이 불충분해지는 경향이 있다.After casting, it is quenched and subjected to a first cold working [Step 2]. In the first cold working, strain is applied at the time of ingot, and the solidification segregation generated at the time of ingot is dispersed. The first cold working is performed at a working rate of 5 to 20%. Further, when the working rate of the first cold working is less than 5%, the formation of the orientation density within 15° from the (111) plane tends to be insufficient, and when it exceeds 20%, 15° from the (100) plane There exists a tendency for formation of the azimuth density within this to become inadequate.
여기서, 가공률 R (％) 은 하기 (1) 식으로 정의된다 (이하에 있어서 동일하다). Here, the working ratio R (%) is defined by the following formula (1) (the same applies below).
R ＝ (r0 2 － r2)/r0 2 × 100 … (1) R = (r 0 2 - r 2 )/r 0 2 × 100 … (One)
상기 (1) 식 중, r0 은 가공 전의 직경 (선경) 이고, r 은 가공 후의 직경 (선경) 이다.In the formula (1), r 0 is the diameter before processing (wire diameter), and r is the diameter after processing (wire diameter).
또, 냉간 가공에 대해서는, 신선 가공, 압출 가공, 삼방 롤 등을 사용한 압연 가공 중 어느 것으로도 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 신선 가공이다. 또한, 이하에서 설명하는 각 냉간 가공, 열간 가공 및 온간 가공의 경우에 대해서도 동일하다.Moreover, about cold working, although there is no restriction|limiting in particular in any of a rolling process using a wire drawing, extrusion process, a three-way roll, etc., Preferably it is wire drawing. In addition, it is the same also about the case of each cold working, hot working, and warm working demonstrated below.
제 1 냉간 가공 [공정 2] 에 계속해서, 균질화 열처리 [공정 3], 열간 가공 [공정 4], 면삭 [공정 5] 을 순차 실시한다. 균질화 열처리 [공정 3] 에서는, 응고시에 발생한 조대한 정출물을, 가능한 한 모상에 고용시켜 작게 하여, 가능한 한 없애는 것이 바람직하다. 이와 같은 균질화 열처리는, 가열 온도 800 ∼ 1000 ℃ 에서 1 ∼ 20 시간 유지하는 것이 바람직하다. 또, 열간 가공 [공정 4] 에서는, 주조 조직을 파괴하여, 균일한 조직으로 함과 함께, 냉간 가공하기 쉬운 사이즈 (예를 들어 직경 150 ㎜ 이하) 로 한다. 이와 같은 열간 가공은, 가공률을 50 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 면삭 [공정 5] 에서는, 표면의 산화막을 제거한다. 이와 같은 면삭은 공지된 방법에 의해 실시할 수 있다.Following the first cold working [process 2], homogenization heat treatment [process 3], hot working [process 4], and chamfering [process 5] are sequentially performed. In the homogenization heat treatment [Step 3], it is preferable to make the coarse crystallized material generated at the time of solidification into a solid solution in the mother phase as much as possible, to make it small, and to eliminate it as much as possible. It is preferable to hold|maintain such homogenization heat processing at the heating temperature of 800-1000 degreeC for 1 to 20 hours. In addition, in hot working [Step 4], the cast structure is destroyed to obtain a uniform structure, and a size (eg, diameter 150 mm or less) that is easy to cold work is made. For such hot working, it is preferable that the working ratio be 50% or more. In the chamfering [Step 5], the oxide film on the surface is removed. Such chamfering can be performed by a well-known method.
면삭 [공정 5] 후에, 온간 가공 [공정 6] 을 실시한다. 온간 가공은, 가공 방향에 수직인 면에 대해, 재결정 후의 결정립이 (100) 면과 (111) 면에서 배향하도록 제어하기 위하여, 중요한 공정이다. 이와 같은 온간 가공은, 도달 온도 100 ∼ 500 ℃ 까지 가열한 직후에, 가공률 10 ％ 이상에서 가공한다. 온간 가공의 도달 온도가 100 ℃ 미만이면, 변형 저항이 높아, 가공이 곤란해짐과 함께, (100) 면의 방위 밀도가 불충분해지는 경향이 있다. 온간 가공의 도달 온도가 500 ℃ 초과이면, 석출에 의한 변형 저항이 상승함과 함께, (111) 면의 방위 밀도가 불충분해지는 경향이 있다. 또, 온간 가공의 가공률이 10 ％ 미만이면, (111) 면의 방위 밀도가 불충분해지는 경향이 있다.After the chamfering [Step 5], a warm working [Step 6] is performed. Warm working is an important process in order to control so that the crystal grains after recrystallization are oriented in the (100) plane and the (111) plane with respect to the plane perpendicular|vertical to a processing direction. Such warm working is processed at a working rate of 10% or more immediately after heating to an attainable temperature of 100 to 500°C. When the temperature reached for warm working is less than 100°C, deformation resistance is high, processing becomes difficult, and the orientation density of the (100) plane tends to be insufficient. When the reached temperature of warm working is more than 500 degreeC, while deformation resistance by precipitation rises, there exists a tendency for the orientation density of the (111) plane to become inadequate. Moreover, when the working rate of warm working is less than 10 %, there exists a tendency for the orientation density of (111) plane to become inadequate.
다음으로, 제 2 냉간 가공 [공정 7], 중간 어닐링 [공정 8] 및 제 3 냉간 가공 [공정 9] 를 순차 실시한다. 여기서, 제 2 냉간 가공 [공정 7] 은, 가공률을 10 ∼ 50 ％ 로 하는 것이 바람직하다. 또, 중간 어닐링 [공정 8] 은, 도달 온도 300 ∼ 700 ℃ 에서 유지 시간을 1 ∼ 360 초로 하는 것이 바람직하다. 또, 제 3 냉간 가공 [공정 9] 는, 가공률을 5 ∼ 30 ％ 로 하는 것이 바람직하다.Next, the second cold working [Step 7], the intermediate annealing [Step 8], and the third cold working [Step 9] are sequentially performed. Here, in the second cold working [Step 7], the working rate is preferably 10 to 50%. Moreover, it is preferable that intermediate annealing [process 8] makes holding time into 1-360 second at 300-700 degreeC of reached|attained temperatures. Moreover, it is preferable that the 3rd cold working [Step 9] sets the working rate to 5 to 30%.
그 후, 용체화 열처리 [공정 10] 을 실시한다. 용체화 열처리에서는, 조직을 재결정화시켜, 가공 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치를 5.0 이상, 또한 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치를 5.0 이상으로 제어한다. 이와 같은 용체화 열처리는, 승온 속도 10 ℃/초 이상, 도달 온도 600 ∼ 900 ℃, 유지 시간 1 ∼ 180 초로 하고, 또한 냉각 속도 10 ℃/초 이상에서 급랭시킨다. 용체화 열처리의 승온 속도가 10 ℃/초 미만이면, 충분한 강도가 얻어지지 않는 경향이 있다. 또, 용체화 열처리의 도달 온도가 600 ℃ 미만이면, 충분한 강도가 얻어지지 않고, 900 ℃ 초과이면, (111) 면의 방위 밀도가 감소하여, 충분한 내피로 특성이 얻어지지 않는 경향이 있다. 또한, 용체화 열처리의 냉각 속도가 10 ℃/초 미만이면, 충분한 강도가 얻어지지 않는 경향이 있다.Thereafter, solution heat treatment [Step 10] is performed. In the solution heat treatment, the structure is recrystallized, and the average value of the orientation density within ±15° from the (100) plane orientation of the reverse pole viscosity in the processing direction is 5.0 or more, and the orientation within ±15° from the (111) plane orientation. The average value of the density is controlled to 5.0 or more. Such solution heat treatment is performed at a temperature increase rate of 10°C/sec or more, an ultimate temperature of 600°C to 900°C, and a holding time of 1-180 seconds, and is rapidly cooled at a cooling rate of 10°C/sec or more. When the temperature increase rate of the solution heat treatment is less than 10°C/sec, sufficient strength tends not to be obtained. In addition, when the temperature reached in the solution heat treatment is less than 600°C, sufficient strength cannot be obtained, and when it exceeds 900°C, the orientation density of the (111) plane decreases, and there is a tendency that sufficient fatigue resistance properties cannot be obtained. In addition, when the cooling rate of the solution heat treatment is less than 10°C/sec, sufficient strength tends not to be obtained.
또한, 제 4 냉간 가공 [공정 11], 시효 석출 열처리 [공정 12] 및 표면 연마 [공정 13] 을 순차 실시한다. 여기서, 제 4 냉간 가공은, 가공률을 5 ∼ 50 ％ 로 하는 것이 바람직하다. 또, 시효 석출 열처리 [공정 12] 에서는, 충분한 시효 경화를 발현시킴으로써, 선봉재를 고강도화한다. 시효 석출 열처리는, 온도를 300 ∼ 500 ℃, 유지 시간을 0.1 ∼ 15 시간으로 하는 것이 바람직하다. 또, 표면 연마 [공정 13] 에서는, 표면 상태를 적정화한다. 이와 같은 표면 연마는 공지된 방법에 의해 실시할 수 있다.Further, the fourth cold working [Step 11], the aging precipitation heat treatment [Step 12], and the surface polishing [Step 13] are sequentially performed. Here, it is preferable that 4th cold working shall make a working rate into 5 to 50 %. In addition, in the aging precipitation heat treatment [Step 12], the wire rod material is strengthened by exhibiting sufficient age hardening. The aging precipitation heat treatment is preferably performed at a temperature of 300 to 500°C and a holding time of 0.1 to 15 hours. Further, in the surface polishing [Step 13], the surface condition is optimized. Such surface polishing can be performed by a known method.
＜구리 합금 선봉재의 특성＞<Characteristics of copper alloy bar material>
본 발명의 구리 합금 선봉재는, 강도가 높고, 인장 강도가 1000 ㎫ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1100 ㎫ 이상이다. 또한, 구체적인 측정 조건은, 후술하는 실시예에 있어서 설명한다.The copper alloy wire rod of the present invention has high strength and preferably has a tensile strength of 1000 MPa or more, more preferably 1100 MPa or more. In addition, specific measurement conditions are demonstrated in the Example mentioned later.
또, 본 발명의 구리 합금 선봉재는, 내피로 특성이 우수하고, 예를 들어, JIS Z 2273-1978 에 준거한 피로 시험에 있어서는, 부하 응력을 500 ㎫ 로 했을 때의, 선봉재가 파단에 이르기까지의 반복 횟수가 1.00 × 107 회 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.10 × 107 회 이상이다. 또한, 구체적인 측정 조건은, 후술하는 실시예에 있어서 설명한다.In addition, the copper alloy wire rod of the present invention has excellent fatigue resistance, for example, in a fatigue test conforming to JIS Z 2273-1978, when the load stress is 500 MPa, until the wire rod breaks The number of repetitions of is preferably 1.00 × 10 7 or more, more preferably 1.10 × 10 7 or more. In addition, specific measurement conditions are demonstrated in the Example mentioned later.
상기와 같은 특성을 갖는 본 발명의 구리 합금 선봉재는, 예를 들어 시계의 축 부품으로서 바람직하게 사용할 수 있다.The copper alloy wire rod of the present invention having the above characteristics can be suitably used, for example, as a shaft component of a watch.
또, 본 발명의 구리 합금 선봉재는, 구리 합금선으로서, 또는 그 구리 합금선에 주석 도금을 실시한 도금선으로서, 또는 복수 개의 구리 합금선이나 도금선을 꼬꼬아합쳐 얻어지는 연선 (撚線) 으로서 사용할 수 있음과 함께, 또한, 그것들에 에나멜을 도포한 에나멜선이나, 추가로 수지 피복한 피복 전선으로서 사용할 수도 있다.In addition, the copper alloy wire rod of the present invention can be used as a copper alloy wire, as a plated wire obtained by tin plating the copper alloy wire, or as a stranded wire obtained by twisting a plurality of copper alloy wires or plated wires. While being able to, it can also be used as the enamel wire which apply|coated the enamel to them, and the covered wire which further resin-coated.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 개념 및 특허 청구의 범위에 포함되는 모든 양태를 포함하여, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지로 개변할 수 있다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, It is various within the scope of this invention including all the aspects contained in the concept of this invention and a claim. can be changed to
실시예Example
이하에, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although this invention is demonstrated in more detail based on an Example, this invention is not limited to it.
(실시예 1 ∼ 9 및 비교예 1 ∼ 8)(Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 8)
먼저, DC (Direct Chill) 법에 의해, 표 1 에 나타내는 합금 조성을 갖는 구리 합금을 용해시키고, 이것을 주조하여, 주괴를 얻었다. 얻어진 주괴에 대해, 각각 표 2 에 나타내는 조건으로 제 1 냉간 신선을 실시하여, 직경 10 ㎜ 의 황인선 (荒引線) 을 얻었다. 그 후, 얻어진 황인선을 900 ℃ 로 가열하고, 이 온도에서 5 시간 유지하여 균질화 처리를 실시하였다. 또한 열간 신선으로서 가공률 85 ％ 의 신선 가공을 실시하여, 신속하게 냉각시켰다. 이어서 표면을 0.2 ㎜ 연삭하여 산화 피막을 제거한 후, 각각 표 2 에 나타내는 조건으로 온간 신선을 실시하였다. 그 후, 제 2 냉간 신선으로서 가공률 45 ％ 의 신선 가공을 실시하여, 650 ℃ 로 가열하고, 이 온도에서 200 초간 유지하여 중간 어닐링하고, 제 3 냉간 신선으로서 가공률 25 ％ 의 신선 가공을 실시하고, 또한 표 2 에 나타내는 조건으로 용체화 열처리를 실시하였다. 그 후, 제 4 냉간 신선으로서 가공률 30 ％ 의 신선 가공을 실시하여, 400 ℃ 로 가열하고, 이 온도에서 3 시간 유지하여 시효 석출 열처리하고, 마지막으로 표면 연삭하여, 구리 합금 선봉재 (직경 0.38 ㎜) 를 제조하였다. 또한, 각 열처리는 모두, 불활성 가스 분위기 중에서 실시하였다.First, the copper alloy which has the alloy composition shown in Table 1 was melt|dissolved by DC (Direct Chill) method, this was cast, and the ingot was obtained. About the obtained ingot, 1st cold drawing was performed on the conditions shown in Table 2, respectively, and the yellow wire wire of 10 mm in diameter was obtained. Then, the obtained yellow iron wire was heated to 900 degreeC, and it hold|maintained at this temperature for 5 hours, and performed the homogenization process. Moreover, as hot drawing, the wire drawing of 85% of the working rate was performed, and it cooled rapidly. Then, after grinding the surface by 0.2 mm and removing the oxide film, warm wire drawing was performed under the conditions shown in Table 2, respectively. Then, as 2nd cold drawing, wire drawing with a work rate of 45% is given, it heats to 650 degreeC, hold|maintained at this temperature for 200 second, it carries out intermediate annealing, and performs wire drawing with a work rate of 25% as 3rd cold drawing. Further, solution heat treatment was performed under the conditions shown in Table 2. Thereafter, as a fourth cold wire drawing, wire-drawing at a work rate of 30% is performed, heated to 400° C., held at this temperature for 3 hours, subjected to aging precipitation heat treatment, and finally surface ground is performed, and a copper alloy bar material (diameter 0.38) mm) was prepared. In addition, each heat treatment was all performed in an inert gas atmosphere.
[평가][evaluation]
이와 같이 하여 제조한 구리 합금선봉에 대해, 각 실시예 및 각 비교예 모두, 이하에 나타내는 시험 및 평가를 실시하였다.The copper alloy wire rod manufactured in this way was tested and evaluated below in each Example and each comparative example.
1. 집합 조직 해석1. Collective Organization Analysis
집합 조직 해석은, 전자선은 주사 전자 현미경의 W 필라멘트로부터의 열전자를 발생원으로 하였다. EBSD 법의 측정 장치는, 주식회사 TSL 솔루션즈 제조 OIM5.0 (제품명) 을 사용하고, 해석에는, OIM Analysis 를 사용하였다. 측정용 시료로는, 선재를 수지 매립 후에 CP (크로스섹션 폴리셔) 가공하여, 선재의 길이 방향에 수직인 단면을 잘라내어, 관찰면을 얻었다. 측정시 프로브 직경은 약 0.015 ㎛, 스캔 스텝은 0.1 ㎛, 측정 면적은 800 ㎛ × 800 ㎛ (64 × 104 ㎛2) 로 하였다. 또, 이 측정은, 장척 (약 5000 m) 의 선재의 선단부와 후단부에 대해, 각각 5 개의 관찰면을 제조하여 실시하였다.In the texture analysis, as the electron beam, hot electrons from the W filament of a scanning electron microscope were used as the generation source. The measuring apparatus of the EBSD method used OIM5.0 (product name) by TSL Solutions, Inc., and used OIM Analysis for analysis. As a sample for measurement, the wire rod was subjected to CP (cross section polisher) processing after embedding in resin, and a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire rod was cut out to obtain an observation surface. At the time of measurement, the probe diameter was about 0.015 μm, the scan step was 0.1 μm, and the measurement area was 800 μm×800 μm (64×10 4 μm 2 ). In addition, this measurement was performed by manufacturing five observation surfaces, respectively about the front-end|tip part and the rear-end|tip of a long (about 5000 m) wire rod.
각각의 관찰면에 대해 얻어진 화상에 기초하여, 선재의 길이 방향 (신선 방향) 의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도 및 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도를, 각각 산출하고, 각각의 방위 밀도에 대해 전체 관찰면 (선단 5 면, 후단 5 면) 의 평균치 (N ＝ 10) 를 구하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.Based on the images obtained for each observation plane, the azimuth density within ±15° from the (100) plane orientation of the reverse pole viscosity in the longitudinal direction (drawing direction) of the wire rod and within ±15° from the (111) plane orientation The azimuth densities were calculated, respectively, and the average value (N=10) of all observation surfaces (5 front-end surfaces, 5 rear-end surfaces) was calculated|required with respect to each orientation density. A result is shown in Table 3.
2. 내피로 특성 2. Anti-fatigue characteristics
JIS Z 2273-1978 에 준하여 실시하였다. 구체적으로는, 도 2 에 나타낸 시험기를 사용하여, 시험편 (1) 은 그 일단이 고정부 (3) 에 끼워져 고정되고, 타단이 상하 방향으로 진동하는 나이프 에지 (2) 에 끼워져 굽혀진다. 시험편 (1) 의 선경은 0.5 ㎜, 시험편 (1) 의 고정 토크는, 고정부 (3) 의 하부 2 N·m, 상부 3 N·m 이다. 시험편 (1) 의 부하 응력치는, 하기의 식 (a) 로 구하였다.It carried out according to JIS Z 2273-1978. Specifically, using the testing machine shown in FIG. 2, the
500 ㎫ 의 부하 응력에서 시험을 실시하여, 재료가 파단될 때까지의 반복 횟수를 구하였다.The test was conducted at a load stress of 500 MPa to determine the number of repetitions until the material fractured.
이와 같은 시험을, 각 실시예 및 비교예에 관련된 선재에 대해 3 개씩 실시하여, 선재가 파단될 때까지의 반복 횟수의 평균치를 구하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다. 본 실시예에서는, 파단까지의 반복 횟수가, 1.00 × 107 회 이상을 합격 레벨로 하였다.Three such tests were performed for each of the wire rods according to Examples and Comparative Examples, and the average value of the number of repetitions until the wire rod broke was obtained. A result is shown in Table 3. In this Example, the number of repetitions until fracture was set to 1.00×10 7 or more as the pass level.
또한, 상기 시험기에는, 피로 시험기 (AST52B, 주식회사 아카시 (현 주식회사 미츠토요) 제조) 를 사용하였다.Incidentally, a fatigue tester (AST52B, manufactured by Akashi Co., Ltd. (currently Mitsutoyo Co., Ltd.)) was used as the tester.
σ ＝ (3 × E × t × δ)/(2 × l2) … (a) σ = (3 × E × t × δ)/(2 × l 2 ) … (a)
σ : 최대 굽힘 응력 (N/㎟) σ : Maximum bending stress (N/mm²)
δ : 휨량 (시험편에 부여하는 편진폭) (㎜) δ: amount of deflection (one amplitude given to the test piece) (mm)
l : 시험편 세트 길이 (㎜) l: length of test piece set (mm)
t : 시험편 선경 (㎜) t: wire diameter of test piece (mm)
E : 휨 계수 (N/㎟)E: Deflection coefficient (N/㎟)
3. 인장 강도 3. Tensile strength
JIS Z 2241 : 2011 에 준하여 3 개 측정하고, 그 평균치 (㎫) 를 표 3 에 나타낸다. 또한, 본 실시예에서는 1000 ㎫ 이상을 합격 레벨로 하였다.According to JIS Z 2241:2011, three measurements are carried out, and the average value (MPa) is shown in Table 3. In addition, in this Example, 1000 MPa or more was made into the pass level.
4. 도전율 4. Conductivity
도전율은, JIS H0505-1975 에 기초하는 4 단자법을 사용하여, 20 ℃ (±1 ℃) 로 관리된 항온조 중에서, 각 시험편의 2 개에 대해 도전율을 측정하고, 그 평균치 (％IACS) 를 표 3 에 나타낸다. 이 때 단자 사이 거리는 100 ㎜ 로 하였다. 또한, 본 실시예에서는 8.0 ％IACS 이상을 합격 레벨로 평가하였다.Conductivity is measured for two of each test piece in a thermostat managed at 20°C (±1°C) using a four-probe method based on JIS H0505-1975, and the average value (%IACS) is shown in the table. 3 shows. At this time, the distance between the terminals was 100 mm. In addition, in this Example, 8.0% IACS or more was evaluated as a pass level.
표 3 에 나타내는 결과로부터, 실시예 1 ∼ 9 에 관련된 구리 합금 선봉재는, 소정의 합금 조성을 갖고, 집합 조직은, 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서, EBSD 법으로 측정한 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위, 또한 상기 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위이기 때문에, 인장 강도, 도전율 및 내피로 특성의 모든 특성이 밸런스가 양호하며 우수한 것이 확인되었다.From the results shown in Table 3, the copper alloy lead rods according to Examples 1 to 9 have a predetermined alloy composition, and the texture is a reverse pole in the longitudinal direction measured by the EBSD method in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the lead rod. Since the average value of the azimuth density within ±15° from the (100) plane orientation of the figure is 5.0 or more, and the average value of the azimuth density within ±15° from the (111) plane orientation of the inverse pole figure is 5.0 or more, It was confirmed that all properties of tensile strength, electrical conductivity and fatigue resistance were well-balanced and excellent.
이에 반하여, 비교예 1 ∼ 8 에 관련된 구리 합금 선봉재는, 합금 조성, 선봉재의 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치 및 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치의 적어도 하나가 적정 범위 외이기 때문에, 실시예 1 ∼ 9 에 관련된 구리 합금 선봉재에 비하여, 인장 강도, 도전율 및 내피로 특성 중 어느 하나 이상의 특성이 떨어져 있고, 이들 특성의 밸런스가 충분하지 않은 것이 확인되었다.On the other hand, in the copper alloy lead rods according to Comparative Examples 1 to 8, the alloy composition, the average value of the orientation density within ±15° from the (100) plane orientation of the reverse pole viscosity in the longitudinal direction of the lead rod, and ± from the (111) plane orientation Since at least one of the average values of orientation densities within 15° is outside the appropriate range, any one or more properties of tensile strength, electrical conductivity, and fatigue resistance are inferior to those of the copper alloy lead rods according to Examples 1 to 9. It was confirmed that the balance of the characteristics was not sufficient.
또한, 실시예 1 ∼ 9 에 관련된 구리 합금 선봉재는, 염수 분무 시험에 의한 내식성에 대해서도 문제가 없는 것을 확인하였다.In addition, it was confirmed that the copper alloy wire rods according to Examples 1 to 9 had no problem in corrosion resistance according to the salt spray test.
Claims (4)
상기 집합 조직은, 상기 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 전자선 후방 산란 회절법 (EBSD) 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 상기 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위, 또한 상기 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위인 것을 특징으로 하는, 구리 합금 선봉재.It contains 3.0-25.0 mass % of Ni and 0.1-9.5 mass % of Sn, and also contains 0-0.50 mass % Fe, 0-0.90 mass % Si, 0-0.30 mass % Mg, 0-0.50 mass % Mn. , 0 to 0.10 mass% of Zn, 0 to 0.15 mass% of Zr, and 0 to 0.10 mass% of Pb containing at least one component selected from the group consisting of, the balance having an alloy composition consisting of Cu and unavoidable impurities, and A copper alloy lead rod having a texture, comprising:
The texture is ±15 from the (100) plane orientation of the inverse pole figure in the longitudinal direction obtained by performing texture analysis by electron beam backscattering diffraction (EBSD) in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the bar material. A copper alloy wire rod, characterized in that the average value of the orientation density within ° is 5.0 or more, and the average value of the orientation density within ±15 degrees from the (111) plane orientation of the reverse pole viscosity is 5.0 or more.
인장 강도가 1000 ㎫ 이상이고, 또한,
JIS Z 2273-1978 에 준거한 피로 시험에 있어서, 부하 응력을 500 ㎫ 로 했을 때의, 선봉재가 파단에 이르기까지의 반복 횟수가 1.00 × 107 회 이상인, 구리 합금 선봉재.The method of claim 1,
Tensile strength is 1000 MPa or more, and
In a fatigue test conforming to JIS Z 2273-1978, the number of repetitions until the lead rod reaches fracture when the load stress is 500 MPa is 1.00 × 10 7 or more, a copper alloy wire rod.
상기 Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분의 함유량의 합계는 1.40 질량％ 이하인, 구리 합금 선봉재.3. The method according to claim 1 or 2,
The total content of at least one component selected from the group consisting of Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr and Pb is 1.40 mass% or less, a copper alloy wire rod.
3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 또한 0 ∼ 0.50 질량의 Fe, 0 ∼ 0.90 질량％ 의 Si, 0 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg, 0 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn, 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn, 0 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr 및 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖는 구리 합금 소재에, 주조 [공정 1], 제 1 냉간 가공 [공정 2], 균질화 열처리 [공정 3], 열간 가공 [공정 4], 면삭 [공정 5], 온간 가공 [공정 6], 제 2 냉간 가공 [공정 7], 중간 어닐링 [공정 8], 제 3 냉간 가공 [공정 9], 용체화 열처리 [공정 10], 제 4 냉간 가공 [공정 11], 시효 석출 열처리 [공정 12], 표면 연마 [공정 13] 을 이 순으로 실시하고,
상기 제 1 냉간 가공은, 가공률이 5 ∼ 20 ％ 이고,
상기 온간 가공은, 가열 온도가 100 ∼ 500 ℃ 및 가공률이 10 ％ 이상이고,
상기 용체화 열처리는, 승온 속도가 10 ℃/초 이상, 용체화 온도가 600 ∼ 900 ℃, 그 용체화 온도에서의 유지 시간이 1 ∼ 180 초간 및 냉각 속도가 10 ℃/초 이상되는 것을 특징으로 하는 구리 합금 선봉재의 제조 방법.A method for manufacturing the copper alloy wire rod according to claim 1 or 2, comprising:
It contains 3.0-25.0 mass % of Ni and 0.1-9.5 mass % of Sn, and also contains 0-0.50 mass % Fe, 0-0.90 mass % Si, 0-0.30 mass % Mg, 0-0.50 mass % Mn. , 0 to 0.10 mass% of Zn, 0 to 0.15 mass% of Zr, and 0 to 0.10 mass% of Pb containing at least one component selected from the group consisting of, the balance being Cu and an unavoidable impurity copper alloy having an alloy composition comprising impurities Casting [Process 1], 1st cold working [Process 2], Homogenization heat treatment [Process 3], Hot working [Process 4], Face milling [Process 5], Warm working [Process 6], Second cold working [Process 1] Step 7], intermediate annealing [step 8], third cold working [step 9], solution heat treatment [step 10], fourth cold working [step 11], aging precipitation heat treatment [step 12], surface polishing [step 13] ] in this order,
In the first cold working, the working rate is 5 to 20%,
In the warm working, the heating temperature is 100 to 500 ° C and the working rate is 10% or more,
The solution heat treatment is characterized in that the temperature increase rate is 10 ° C./sec or more, the solution temperature is 600 to 900 ° C., the holding time at the solution temperature is 1 to 180 seconds, and the cooling rate is 10 ° C. / sec or more. A method for manufacturing a copper alloy wire rod.
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